DME-nguon nhien lieu thay the xang dau

DME-Nguồn nhiên liệu mới thay thế xăng dầu diesel Nhóm: DME

Mục lụcMỤC LỤC......................................................................................................................1

LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................2

MỤC TIÊU.....................................................................................................................3

TỔNG QUAN................................................................................................................4

I.1. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH DẦU MỎ........................................................................................4I.2. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA DẦU MỎ..................................................................................................4I.3. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HIỆN NAY...............................................................................................5I.4. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ HOÁ HỌC:............................................................................................6I.5. NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT DME:............................................................................9I.6. QUY TRÌNH SẢN XUẤT DME:..................................................................................................9

I.6.1. Cơ sở lý thuyết...................................................................................................................9I.6.2. Phương pháp tổng hợp DME:.........................................................................................11I.6.3. Sản xuất DME từ việc tổng hợp khí của một số công ty.................................................11I.6.4. Quy trình sản xuất của JFE:...........................................................................................13

II. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG DME....................................................14

III. CÁC ƯU ĐIỂM CỦA DME..................................................................................15

III.1.1. Trong vấn đề kỹ thuật:...............................................................................................15III.2. VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG......................................................................................................16III.3. TÍNH KINH TẾ........................................................................................................................17

IV. NHƯỢC ĐIỂM:...............................................................................................17

V. CÁC ỨNG DỤNG CỦA DME..............................................................................18

VI. CÁC CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN DME TRÊN THẾ GIỚI.......................20

VI.1. NHẬT BẢN VÀ CHƯƠNG TRÌNH NHIÊN LIỆU MỚI – DME......................................................20VI.2. CHƯƠNG TRÌNH BIẾN THAN ĐÁ THÀNH NHIÊN LIỆU XANH Ở TRUNG QUỐC.........................22VI.3. CHƯƠNG TRÌNH BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Ở THỤY ĐIỂN NHỜ DME.........................................23VI.4. CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN DME Ở VIỆT NAM..................................................................24VI.5. CHƯƠNG TRÌNH MỚI TỔNG HỢP DME...................................................................................26

TỔNG KẾT..................................................................................................................28

Tài liệu tham khảo.....................................................................................................30

- 1 -


Lời mở đầuKhai thác dầu mỏ dưới lòng đất, qua các quá trình chế biến phức tạp đã tạo ra

các sản phẩm như xăng, dầu hỏa, dầu hôi, ga….như chúng ta đã biết thì khi

khoáng chất được hình thành trải qua hàng trăm đến hàng tỷ tỷ năm. Mà với tình

trạng khai thác hiện nay, thì tương lai không xa sẽ làm cho nguồn dầu mỏ trở nên

cạn kiệt.

Hơn thế nữa, ngày nay khí hậu trái đất ngày một nóng dần nên do sự ô nhiễm

không khí ngày trở nên nghiêm trọng. Mà nguyên nhân chủ yếu là khí CO2 của các

nhà máy và các phương tiện giao thông (hiện tượng hiệu ứng nhà kính).

Vấn đề đặt ra là có nguồn nguyên liệu thay thế xăng dầu làm giảm thiểu sự ô

nhiễm môi trường và là nguồn thay thế nhiên liệu trong tương lai.

Bên cạnh đó vấn đề giá dầu tăng vọt làm ảnh hưởng nhiều mặt đến kinh tế xã

hội và hơn nữa là tình hình chính trị của các quốc gia.

Chính vì vậy mà chúng tôi đã chọn đề tài: “DME - nguồn nhiên liệu thay thế

xăng dầu diesel”.

- 2 -


Mục tiêu

Hạn chế được sự ô nhiễm môi trường.

Tăng cường an ninh năng lượng.

Thay thế nguồn nhiên liệu truyền thống có nguy cơ cạn kiệt.

Tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải.

Hạ giá thành các sản phẩm của dầu mỏ…

- 3 -


Tổng quan

I.1. Nguồn gốc hình thành dầu mỏ

Dầu mỏ được sinh ra từ xác chết của các sinh vật ở dưới đáy biển, hay từ xác

thực vật vùi sâu dưới lòng đất. Khi thiếu khí oxi, bị đè nén dưới áp suất và nhiệt

độ cao các chất hữu cơ này được chuyển hóa tạo thành dầu. Dầu được tích tụ trong

các lớp đất đá, và do chúng nhẹ hơn nước nên dầu chuyển dần xuống các lớp đất

đá không tan, thẩm thấu và tích tụ lại hình thành mỏ dầu.

Dầu mỏ được sinh ra từ các phản ứng hóa học giữa cacbua kim loại với nước ở

nhiệt độ cao dưới lòng đất qua hàng tỷ năm chúng chuyển hóa thành các hỗn hợp

hydrocarbon khác nhau.

Hợp chất hydrocarbon được tạo bởi những phản ứng hạt nhân dưới lòng đất. Có

thể là do dưới lòng đất có nhiều yếu tố khác nhau nên phản ứng hạt nhân xảy ra.

Ví dụ như có nhiều nguyên tố phóng xạ nằm sâu dưới lòng đất, do ảnh hưởng của

nhiệt độ, áp suất…

I.2. Sự phát triển của dầu mỏ

Dầu được tìm thấy hàng ngàn năm trước công nguyên. Nhưng dấu tích của việc

khai thác dầu mỏ được tìm thấy ở Trung Quốc khi cư dân bản địa khai thác dầu

mỏ để sử dụng trong việc sản xuất muối ăn (vào thế kỷ IV). Khi đó người ta sử

dụng đốt để làm bay hơi nước khi lắng đọng lại trở thành muối (đốt ngay tại các

ruộng muối).

Cho đến thế kỷ thứ XIX, người ta mới bắt đầu khai thác dầu theo mô hình công

nghiệp hóa. Nó được xuất phát từ việc tìm kiếm một chất đốt cho đèn dầu (do dầu

cá voi rất đắt, chỉ có những người giàu mới sử dụng. Hơn thế nữa, việc sử dụng

nến làm bằng mỡ có mùi hôi). Do nhu cầu của xã hội lúc đó, tính cấp thiết nên

giữa thế kỷ thứ XIX một số nhà khoa học đã tìm ra nhiều phương pháp để khai

thác dầu mỏ theo mô hình công nghiệp hóa.

- 4 -


Năm 1855: nhà hóa học Mỹ - Benjamin Silliman đề nghị dùng axit Sunfuric

làm sạch dầu mỏ làm nhiên liệu đốt.

Ngày 27/8/1859: khoan dầu đầu tiên ở Pennsylani thuộc Wieze (Đức) bởi

Edwin L. Drake, khoan với độ sâu 21,2 m.

Từ đó người ta đã cải tiến dần dần cho đến nay vẫn còn tiếp tục tăng. Và độ sâu

khai thác dầu mỏ ngày càng lập những kỷ lục mới. Và trong tương lai nó có còn

hay không vẫn còn là một dấu chấm hỏi. Nhưng một điều chắc chắn là nó đang

ngày càng cạn kiệt.

Theo ước tính, với nhịp độ khai thác hiện nay thì trữ lượng dầu mỏ sẽ cạn trong

vòng 30 - 35 năm nữa.

I.3. Tình hình sử dụng hiện nay

Hiện nay, tính trên toàn cầu, mức năng lượng đang sử dụng hàng ngày tương

đương với khoảng 200 triệu thùng dầu mỏ (khoảng 10 tỷ tấn /năm). Trong số này,

có khoảng 80% năng lượng có nguồn gốc là năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí

đốt, than đá). Năng lượng hạt nhân, thủy điện, năng lượng sinh học chiếm gần

20% còn lại.

Tỷ lệ tăng sử dụng năng lượng trung bình hàng năm trên thế giới hiện nay là

khoảng 1,5 - 2,0%. Điều này có nghĩa là khối lượng dầu mỏ khai thác phải tăng

lên thêm hàng ngày là 1,5 triệu thùng. Trong 5 năm tới ngành dầu mỏ toàn cầu sẽ

phải tăng thêm công suất tương ứng với mức khai thác 28,5 triệu thùng/ ngày (gấp

3 lần mức khai thác hiện tại của Ả rập Xê út).

- 5 -


I.4. Tính chất vật lí và hoá học:

Công thức cấu tạo phân tử của DME

.

Dimethyl ether (DME) có nhiệt độ sôi -25,1oC, nên trong điều kiện thường nó

tồn tại dưới dạng khí, nhưng dễ được hóa lỏng. Áp suất hóa lỏng của nó ở 20oC là

0,5 MPa, còn ở 38oC là 0,6 MPa. Nó là một chất khí không màu và có thể sản xuất

chế biến thành một loại khí gas hoá lỏng.

Dimethyl ether (CH3OCH3) còn được biết dưới tên methoxymethane,

oxybismethane, methyl ether, ether gỗ hay DME

- 6 -

Cấu trúc phân tử của Dimethyl ether

(CH3OCH3)


Bảng so sánh tính chất vật lý của DME và một số nhiên liệu khác.

DMEMethane

(LNG)Propane Methanol Gas oil

Công thức phân tử CH3OCH3 CH4 C3H8 CH3OH -

Điểm sôi (°C) -25.1 -161.5 -42 64.8 180~360

Tỷ trọng (g/cm3)

(20°C)0.67 - 0.49 0.79 0.84

Trọng lượng riêng của

khí(g/cm3)1.59 0.55 1.52 - -

Áp suất hơi bão hoà

(atm,25°C)6.1 - 9.3 - -

Nhiệt đốt cháy

(kcal/mol) 350 632 504 470 250

Giới hạn nổ (%) 3.4~17 5~15 2.1~9.4 5.5~36 0.6~7.5

Chỉ số cetane 55~60 0 5 5 40~55

Nhiệt trị thấp (kcal/kg) 6,900 12,000 11,100 5,040 10,200

Dựa vào các số liệu trên ta thấy DME có thể thay thế cho nguồn nhiên liệu khác

(methan, propan, methanol, gas oil), là nguồn nguyên liệu có chỉ số cetane cao hơn

(55-60 so với 40-45), nhiệt độ bắt lửa thấp hơn (235oC so với 250oC) nên nhiên

liệu DME đang là nguồn nhiên liệu thay thế có nhiều triển vọng nhất hiện nay.

Sau đây là một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel-DO

- 7 -


Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu Diesel - DO (TCVN 5689:2005)

TT Tên chỉ tiêu Mức Phương pháp thử

1 Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max. 500 2500 TCVN 6701:2002

(ASTM D 2622)/ ASTM D

5453

2 Chỉ số xêtan, min. 46 ASTM D4737

3 Nhiệt độ cất, oC, 90% thể tích, max. 360 TCVN 2698:2002/

(ASTM D 86)

4 Điểm chớp cháy cốc kín, oC, min. 55 TCVN 6608:2000


93

5 Độ nhớt động học ở 40oC, mm2/ s 2 - 4,5 TCVN 3171:2003

(ASTM D 445)

6 Cặn các bon của 10% cặn chưng cất,

%khối lượng, max.

0,3 TCVN 6324:1997


4530

7 Điểm đông đặc, oC, max. + 6 TCVN 3753:1995/

ASTM D 97

8 Hàm lượng tro, %khối lượng, max. 0,01 TCVN 2690:1995/

ASTM D 482

9 Hàm lượng nước, mg/kg, max. 200 ASTM E203

10 Tạp chất dạng hạt, mg/l, max. 10 ASTM D2276

11 Ăn mòn mảnh đồng ở 50oC, 3 giờ, max. Loại 1 TCVN 2694: 2000/

(ASTM D 130-88)

12 Khối lượng riêng ở 15oC, kg/m3 820 – 860 TCVN 6594: 2000

(ASTM D 1298)/ ASTM

4052

13 Độ bôi trơn, µm, max. 460 ASTM D6079

14 Ngoại quan Sạch, trong ASTM D4176

1

1

- 8 -


So với diesel thì DME tốt hơn diesel, dựa vào bảng số liệu sau:

Tính chất nhiên liệu DME Diezel

Công thức hóa học

Trọng lượng phân tử (kg/kmol)

Chỉ số xetan

Khối lượng riêng (kg/l) ở 15oC

Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/kg) ở 15oC

Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/l) ở 15oC

Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên liệu)

Nhiệt độ tự đánh lửa (oC)

CH3OCH3

46

55 - 60

0,67 (20oC)

28,4

18,8

9,0

235

C12H26

170 - 200

50

0,84

42,7

35,7

14,53

250

Bàng so sánh một số chỉ tiêu giữa DME và dầu diezel

Và tính chất hoá học đặc trưng nhất của Dimethyl eter là chất trung tính, trơ về

mặt hoá học tương tự alkane nên DME được coi là nguồn nhiên liệu sạch.

I.5. Nguồn nguyên liệu để sản xuất DME:

Khí tự nhiên, dầu mỏ, than đá hoặc chất hữu cơ vi sinh, than bùn, chất thải lâm

nghiệp như cành, ngọn và gốc cây tạp thừa thải trong rừng, nguyên liệu sinh khối,

khí thải công nghiệp, dầu nặng phế thải, khí metane tận thu từ các quá trình xử lý

chất thải…thông qua quá trình khí hóa.

Những năm gần đây, tổng DME có xu hướng đi từ hỗn hợp khí gồm có CO, H2.

I.6. Quy trình sản xuất DME:

I.6.1. Cơ sở lý thuyết.

Quá trình tổng hợp DME theo phương trình phản ứng sau:

3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2 + 246.0kJ/mol DME

Phản ứng này theo 3 bước:

Bước 1: tổng hợp CH3OH, dựa vào phản ứng sau:

2CO + 4H2 2CH3OH + 181.6kJ/mol DME

Bước 2: quá trình hydrat hóa nhờ vào phản ứng:

2CH3OH CH3OCH3 + H2O + 23.4kJ/mol DME

Bước 3: khử bỏ H2O nhờ phản ứng sau:

- 9 -


CO + H2O CO2 + H2 + 41.0kJ/mol DME

Khi tạo thành khí CO2 các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã đưa ra một chu trình

kín. Với sự kết hợp khí tự nhiện và khí CH4 sinh ra khí CO và H2. Phản ứng được

đưa ra:

2CH4 + O2 + CO2 3CO + 3H2 + H2O

Và khí CO và H2 được tạo thành sẽ tiếp tục phản ứng nhờ vào các phản ứng

2CO + 4H2 CH3OCH3 + H2O + 205.0kJ/DME-mol

2CO + 4H2 2CH3OH + 181.6kJ/DME-mol

Và cho trực tiếp ra DME trở lại với phản ứng ban đầu tạo thành một chu trình

khép kín.

3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2 + 246.0kJ/DME-mol

Dựa vào động học của phản ứng, thì tất cả các phản ứng trên là phản ứng tỏa

nhiệt. Vì vậy nhiệt độ phản ứng tăng và làm tăng quá trình tổng hợp CH3OH.

Điều kiện tổng hợp DME nhiệt độ 210 – 290oC, áp suất: 3 – 10 MPa, và chất

xúc tác thích hợp cho quá trình tổng hợp methanol và dehyro hóa

Để phản ứng thuận lợi nhất và chi phí thấp. Người ta tính toán rằng: dựa vào tỷ

lệ giữa H2/CO bằng 1 thuận lợi hơn tỷ lệ giữa H2/CO bằng 2.

Và họ còn kết hợp vào xúc tác nhằm tạo DME hiệu suất cao.

- 10 -


I.6.2. Phương pháp tổng hợp DME:

Người ta đưa ra hai cách:

Cách 1: đi trực tiếp (tổng hợp ngay DME).

Phương pháp này được ứng dụng nhiều hiện nay.

Cách 2: Qua quá trình tổng hợp CH3OH. Sau đó mới tổng hợp ra DME. Phản

ứng gián tiếp qua một phản ứng nữa là dehydrate.

Trước tiên, methanol được gia nhiệt lên tới nhiệt độ 250oC bằng hệ thống trao

đổi nhiệt rồi mới đưa vào lò phản ứng. Phản ứng phát nhiệt xảy ra trong lò và

DME hình thành. Các sản phẩm phản ứng có nhiệt độ 365oC trước khi rời khỏi lò.

Sau khi làm nguội, DME được tách khỏi nước, methanol và các thành phần khác.

Sản phẩm cuối được tinh chế. Người ta thường kết hợp sản xuất methanol và DME

trong cùng một quá trình.

I.6.3. Sản xuất DME từ việc tổng hợp khí của một số công ty.

Nhìn chung DME sản xuất lượng nhiệt phản ứng lớn, đồng thời cũng tỏa ra một

nhiệt lượng lớn.

Thường thì nhiệt được quan tâm ngay trên bề mặt.

Haldor Topsoe A/S: công ty này chia lớp bề mặt xúc tác làm nhiều quá trình và

các tầng lớp để nhiệt trong phản ứng ổn định.

Chia làm 2 giai đoạn:

Giai đoan 1: Cố định lớp xúc tác .

Giai đoạn 2: Phản ứng hydrate hóa.

- 11 -

Lò reforming Tổng hợp Methanol Tổng hợp DMEKhí tự nhiên

Lò reforming tổng hợp DMEKhí tự nhiên


Air Products and Chemicals, Inc: hãng này đi nghiên cứu sử dụng lớp bùn

quặng CH3OH. lớp bùn quặng CH3OH được sản xuất ra DME. Khi tổng hợp bằng

phương pháp này cần hỗn hợp xúc tác. Xúc tác cho quá trình tổng hợp CH3OH và

quá trình dehydrate cần khoảng 600h.

Sau đây là bảng so sánh quá trình tổng hợp DME trực tiếp giữa một số công ty:

So sánh quá trình tổng hợp trực tiếp DME

Tên công ty JFE HoldingsAir Products and

ChemicalsHaldor Topsoe

Nguyên liệu thô

Tỷ lệ H2/CO

Loại phản ứng

Khí tự nhiên hoặc

Than

1.0

Pha bùn quặng

Than

0.7

Pha bùn quặng

Khí tự nhiên

2.0

Lớp xúc tác cố định

Điều kiện tổng hợp

Nhiệt độ (°C)

Áp suất (MPa)

Phương trình phản ứng

250-280

3-7

3CO+3H2CH3OC

H3

250-280

5-10

2CO + 4H2 CH3OCH3

210-290

7-8

2CO+4H2

CH3OCH3

Tỷ lệ chuyển đổi (%)

DME /(DME +

methanol) (%)

50/90

33/30-80

18/60-70

Dựa vào các số liệu trên và dựa vào phần cơ sở lý thuyết đưa ra ở trên:

Thì quy trình sản xuất của JFE có khả năng phát triển mạnh nhất

- 12 -


I.6.4. Quy trình sản xuất của JFE:

Sơ đồ: phản ứng bùn quặng để tổng hợp DME

Thuận lợi của quá trình này là điều khiển được nhiệt độ phản ứng. Nhưng nên

giới hạn ở khoảng nhiệt độ nào đó để không làm cản trở cân bằng phản ứng. Nếu

không thế điện cực làm cho quá trình thực hiện trở nên khó khăn hơn.

Xúc tác ở quá trình này: nằm dạng huyền phù trong dung môi dầu, phản ứng

tạo thành bọt khí trên bề mặt.

Do dung môi dầu có nhiệt dung lớn nên hấp thụ nhanh lượng nhiệt tỏa ra của

phản ứng.

Xúc tác thuận lợi cho quá trình:

- Thứ nhất đó là tỷ lệ giữa H2/CO nằm trong khoảng 0,5 – 1 (tốt nhất là tỷ lệ 1).

- Thứ hai, đó là sự tồn tại khí tự nhiên và các khí khác nhằm tạo ra một chu

trình kín. Tổng hợp lại được các chất khởi xướng ban đầu.

2CH4 + O2 + CO2 3CO + 3H2 + H2O

Quá trình tổng hợp này đạt sạch (tinh khiết đến 99,5%) và gặp phải rắc rối là

lựợng nước phải thấp hơn 100ppm. Trong khi đó lượng nước cần thực hiện cho

quá trình tổng hợp cần nhiều. Để sản xuất 1 tấn DME cần 3 tấn H2O.

- 13 -


Sơ đồ: nhà máy sản xuất DME với sản lượng 100 tấn/ngày.

II. Đặc điểm của động cơ sử dụng DME

DME thích hợp với động cơ diesel do nhiệt độ đánh lửa thấp và chỉ số cetane

hợp lý.

DME không trộn lẫn với diesel nhưng lắp thêm bộ phận phụ trợ vào động cơ

diesel là có thể sử dụng được DME. Vì là chất khí ở điều kiện áp suất nhiệt độ

thường nên phải dùng bình áp suất để chứa DME lỏng. Điều này cũng có nghĩa là

trên xe và trạm phân phối nhiên liệu cần phải trang bị loại bình chịu áp suất (lưu ý

là áp suất bơm DME từ thùng vào động cơ phải được nâng cao hơn, từ 12 - 30 bar,

để tránh chúng bị tạo thành hơi)

Chỉ số cetane của DME cao hơn diesel dầu mỏ nên thời gian đánh lửa ngắn hơn

và vì thế cháy sạch hơn, không tạo ra bồ hóng trong động cơ diesel. Đây cũng là

một ưu thế của DME. Ngoài ra, động cơ diesel chạy bằng DME giảm tiếng ồn.

Nhược điểm ở nhiên liệu này là nhiệt lượng thấp hơn diesel.

- 14 -


So sánh một số chỉ tiêu giữa DME và dầu diesel

Tính chất nhiên liệu DME Diesel

Công thức hóa học

Trọng lượng phân tử (kg/kmol)

Chỉ số cetane

Khối lượng riêng (kg/l) ở 15oC

Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/kg) ở 15oC

Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/l) ở 15oC

Tỷ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên

liệu)

Nhiệt độ tự đánh lửa (oC)

CH3OCH3

46

55 - 60

0,67 (20oC)

28,4

18,8

9,0

235

C12H26

170 - 200

50

0,84

42,7

35,7

14,53

250

III. Các ưu điểm của DME

III.1.1.Trong vấn đề kỹ thuật:

DME có thể chuyển từ khí thành lỏng (do nhiệt độ sôi -25,1oC). Nó ít gây độc

hại và độ an toàn cao.

DME là năng lượng sạch có giá trị trung bình, sản xuất từ khí tự nhiên, khí

methane, khí tổng hợp sản xuất bởi các loại khí của carbon…

So với nhiên liệu diesel từ dầu mỏ, DME có chỉ số cetane cao hơn (55-60 so với

40-45), nhiệt độ bắt lửa thấp hơn (235oC so với 250oC). Nên thời gian đánh lửa

ngắn hơn và vì thế cháy sạch hơn, không tạo ra bồ hóng trong động cơ diesel,

không tạo ra khói. Theo đánh giá của các chuyên gia, khi sử dụng DME làm nhiên

liệu, các phương tiện giao thông vận tải không gặp trở ngại về nguyên tắc nào.

Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, thì khi sử dụng DME làm nhiên liệu cho động

cơ tuốc-bin khí, thì hiệu quả kinh tế lớn hơn so với sử dụng khí nén. Ngoài ra động

cơ diesel chạy bằng DME giảm tiếng ồn.

Từ DME có thể thu được xăng chất lượng cao qua hai phản ứng là dehydate hóa

thành etylen và tiếp theo là olygome hóa etylen thành hydrocarbon lỏng, tức là

- 15 -


xăng. Theo các nhà nghiên cứu Nga, quá trình đó có thể xảy ra trong một thiết bị

phản ứng, hay hai thiết bị phản ứng nối tiếp nhau. Xăng thu được theo con đường

đó có chất lượng rất tốt:

Chỉ số octan 92 – 93

Hàm lượng benzen 0,04%

Hàm lượng isoparafin 70%

Hydrocarbon không no 1%

Không có đurol và isođurol

III.2.Vấn đề về môi trường

DME là nguồn nhiên liệu sạch, nó không thải ra khí SOx, khi đốt cháy giảm

thiểu ảnh hưởng của môi trường.

Các tính chất lý học của DME khá giống với LPG. DME là chất khí ở nhiệt độ

và áp suất không khí, nhưng ở 20oC và áp suất 5 bar, nó là chất lỏng. Điểm sôi ở

áp suất thường là -25oC. DME có thể trộn với nhiều dung môi hữu cơ và hòa tan

tốt trong nước. DME rất sạch, không chứa lưu huỳnh, nitơ và kim loại nặng.

DME an toàn hơn methanol, cháy với ngọn lửa có thể nhìn thấy và đặc biệt là

chúng ít độc.

Khí thải từ động cơ dùng DME không gây ô nhiễm môi trường, không có muội

than, hàm lượng nitơ oxit thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép. Nói chung,

khí thải từ đốt cháy DME không đòi hỏi làm sạch.

Sử dụng DME trong đun nấu chỉ thải ra lượng khí CO2 chưa bằng 40% so với

đốt than trực tiếp. Sản xuất DME còn giúp giảm bớt hiện tượng ấm lên trên toàn

cầu do không tạo ra khí CO2 đen, nhân tố gây ra hiệu ứng nhà kính cao gấp 2-3 lần

so với CO2. Thực tế cho thấy thay thế than bằng nhiên liệu sạch trong đun nấu và

làm nóng có lợi cho sức khỏe con người, quy trình DME ít tiêu tốn năng lượng và

tạo ra sản phẩm DME, là loại nhiên liệu đặc biệt được sử dụng ngày càng nhiều

trên thế giới.

- 16 -


Quá trình chuyển hóa nước đen và than thành DME tạo ra ít phát thải CO2 vào

khí quyển so với chỉ sử dụng than để sản xuất nhiên liệu . Một phần carbon từ các

nguồn này còn nằm ở dạng rắn sẽ không gây ra nóng lên toàn cầu. Một lý do nữa

khiến chúng ta đồng xử lý than và dịch đen chính là kéo dài thời gian tồn tại nguồn

nhiên liêu dự trữ.

III.3.Tính kinh tế

Có thể giữ bình ổn và hạ thấp giá thành các nhiên liệu truyền thống

Các chuyên gia thị trường tiêu thụ nhiên liệu cho biết nhiên liệu dimethylether

(DME) có thể sản xuất dùng thay thế dầu diesel và có thể giữ đươc giá dầu thô

trên thế giới ở mức trên 40 đô la Mỹ/thùng. Trong khi giá dầu thô hiện tại trên thế

giới khoảng trên 70 đô la Mỹ/thùng, tăng gần gấp ba lần so với năm 2002.

Theo số liệu của JFE thì với quy mô sản xuất 100 tấn/ ngày, giá thành DME

tính theo đơn vị năng lượng cũng chỉ tương đương so với gas hóa lỏng LNG và

thấp hơn dầu diesel, gas LPG

Song điều quan trọng nhất là nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất DME rất

phong phú, có thể từ khí tự nhiên, dầu nặng phế thải hoặc khí metan tận thu từ quá

trình xử lý chất thải, v.v…

Từ năm XIX95, DME được xem là nhiên liệu diesel sạch và được khẳng

định là “nhiên liệu của thế kỷ XXI”

IV.Nhược điểm:

Hạn chế của dạng nhiên liệu mới này là việc sử dụng nó phức tạp hơn so với

xăng dầu.

DME không trộn lẫn với diesel nhưng lắp thêm bộ phận phụ trợ vào động cơ

diesel là có thể sử dụng được DME. Vì là chất khí ở điều kiện áp suất nhiệt độ

thường nên phải dùng bình áp suất để chứa DME lỏng. Điều này cũng có nghĩa là

trên xe và trạm phân phối nhiên liệu cần phải trang bị loại bình chịu áp suất. Cần

lưu ý là áp suất bơm DME từ thùng vào động cơ phải được nâng cao hơn, từ 12 -

30 bar, để tránh chúng bị tạo thành hơi.

- 17 -


Quá trình chuyển đổi từ than đá thành DME tốn rất nhiều nước (Để cho ra 1 tấn

DME phải cần đến 3 tấn nước).

Nhược điểm ở nhiên liệu DME là nhiệt lượng thấp hơn diesel.

V. Các ứng dụng của DME

DME ít độc và có thể dùng thay cho Freon

trong máy lạnh hay dùng để sản xuất sol khí.

Có thể dùng làm dung môi chiết.

Trước kia, DME chủ yếu được sử dụng làm

vật liệu khí phun thay thế CFCs trong hộp

phun. Hiện nay, DME vẫn giữ vai trò chủ yếu

trong ứng dụng này, chiếm tới 90% lượng

DME sản xuất toàn cầu.

Ngoài ra DME còn được sử dụng làm

nhiên liệu cho nhà máy phát điện và phục vụ

các nhu cầu dân dụng (nấu ăn và sưởi ấm), tuy

nhiên thị trường này hiện chưa phát triển.

Hiệp hội DME quốc tế (IDA) cho biết có triển vọng cung cấp lượng lớn DME giá

rẻ (có nguồn gốc khí tự nhiên) cho nhà máy phát điện, phục vụ gia đình từ năm

2005 này trở đi.

- 18 -

Chiếc xe buýt đầu tiên sử dụng nhiên liệu dimethyl ether do nhóm chuyên gia nghành nhiên liệu thay thế Trường Đại học Giao thông thiết kế (Ảnh: VNN)


Một ứng dụng quan trong nữa của DME đang được quan tâm hiện nay là ứng

dụng của nó trong lĩnh vực giao thông vận tải

Người ta đã thử dùng DME làm nhiên liệu cho các trạm phát điện hoặc hoán cải

động cơ để dùng DME cho các loại xe ôtô động cơ diesel, máy phát điện diesel

(DME cũng được sử dụng làm chất cải thiện khả năng đánh lửa ở động cơ chạy

bằng methanol)

Vấn đề này đã được Nhật Bản tiến hành trong giai đoạn 1996 -2001. Đến năm

2002, các thử nghiệm được thực hiện ở quy mô rộng hơn với sự tham gia của

nhiều trường đại học, viện nghiên cứu, các hãng sản xuất xe hơi lớn như Nissan,

Isuzu, Hino,…

Trung Quốc cho biết kế hoạch sản xuất một loại nhiên liệu là dimethyl ether.

Loại nhiên liệu mới này thay thế cho diesel và dùng làm nhiên liệu cho xe buýt.

Việc sử dụng nhiên liệu này có thể tiết kiệm cho TP 37.000 USD/năm.

Hiện nay Trung Quốc và Nhật Bản đã cho vận hành một số xe tải và xe buýt

diesel chạy bằng DME. Hãng Volvo đã có xe tải thử nghiệm thế hệ ba chạy bằng

DME, các công ty khác cũng đang thử nghiệm một số loại xe. Penn State đã sử

dụng loại xe chạy bằng DME đầu tiên để chuyên chở nhân viên trong khuôn viên

của mình vào năm 2002

Thiết kế và xây dựng hệ thống ứng dụng DME cho sản xuất DME

- 19 -


Dự án phát triển DME đang được nghiên cứu về mô hình dự trữ và hệ thống ứng

dụng, quá trình xây dựng và hoạt động của hệ thống ứng dụng và thùng dự trữ

DME, nhằm thiết lập một hệ thống an toàn cho hệ thống ứng dụng và thùng dữ trữ

DME. Về quan điểm kỹ thụât của việc nghiên cứu này là cạnh tranh an toàn giữa

các nguồn nhiên liệu truyền thống, khi nguồn nhiên liệu này có thể biến đổi thành

nguồn nhiên liệu mới “DME”

VI. CÁC CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN DME TRÊN THẾ GIỚI

VI.1. Nhật Bản và chương trình nhiên liệu mới – DMECồn nhiên liệu và dimethyl ether(DME) là những loại nhiên liệu được quan tâm

ở Nhật Bản. Sau đây, chúng tôi xin giới thiệu về chương trình DME của Nhật Bản.

Dimethyl ether(DME) có công thức hóa học là C2H6O. DME được tổng hợp từ

khí carbon monoxit và hydro theo 2 phương pháp sau:

- Phương pháp cổ điển: dehydate methanol.

CO + H2 --> CH3OH

CH3OH --> CH3-O-CH3 + H2O

- Phương pháp hiện đại: tổng hợp trực tiếp.

- 20 -


Phương pháp tổng hợp trực tiếp mới chỉ được nghiên cứu trong vòng hơn mười

năm trở lại đây, nó cho phép điều chế DME trực tiếp từ carbon monoxit và hydro

trên những loại chất xúc tác đặc biệt. Hiện nay, 2 hãng Air Product and Topsoe

Haldor (EU) và JPE (Nhật Bản).

2CO + 4H2 --> CH3-O-CH3 + H2O (Topsoe Haldor)

3CO + 3H2 ---> CH3-O-CH3 + CO2 (JFE)

Sau khi đã có được những kết quả nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm,

trong giai đoạn XIX97 - 2000, công ty JFE cùng với Trung tâm sử dụng than đã

xây dựng và chạy thử dây chuyền sản xuất DME công suất 5 tấn/ngày.

Công ty “DME development Co.Ltd” do ông Yotaro Ohno sáng lập vào tháng

12/2001 với mục tiêu để hỗ trợ cho việc nghiên cứu phát triển và thương mại hóa

sản phẩm nhiên liệu mới - DME. Đây là một công ty cổ phần với sự góp vốn của

10 tập đoàn, công ty lớn của Nhật Bản thuộc nhiều lĩnh vực chuyên môn khác

nhau như nhiên liệu, thương mại, sản xuất xe hơi, điện tử...

Tháng 7 năm 2002, một nhà máy sản xuất DME từ khí tự nhiên công suất 100

tấn/ngày - công suất lớn nhất thế giới ở thời điểm đó đã được xây dựng tại thành

phố Kushiro. Ngày XIX tháng 11 năm 2002, nhà máy chính thức chạy thử nghiệm.

Sau hơn 1 tháng rưỡi hoạt động liên tục, người ta đã thu được 1240 tấn DME chất

lượng khá tốt với độ tinh khiết khoảng 99,5% để chuẩn bị cho việc sử dụng thử

nghiệm.

Công ty “DME development Co. Ltd” sẽ tiếp tục nghiên cứu, sản xuất thử

nghiệm để hoàn thiện công nghệ và sớm đưa vào sản xuất ở quy mô đại trà. Nhật

Bản dự kiến sẽ sản xuất và tiêu thụ khoảng 200.000 tấn DME/ năm vào năm 2006

và sẽ tăng lên 300.000 tấn/ năm trong vài năm sau đó.

Phương pháp tổng hợp trực tiếp DME mới chỉ thực hiện được trong những năm

gần đây nhờ những thành tựu đạt được trong lĩnh vực về các chất xúc tác. Phương

pháp mới này cho phép giảm giá thành sản xuất DME và khả năng sử dụng DME

thay thế cho nhiên liệu truyền thống trở thành hiện thực. Nhật Bản đang gấp rút

thực hiện chương trình DME như là một trong những giải pháp giảm thiểu ô

- 21 -


nhiễm môi trường và đa dạng hóa các nguồn năng lượng, góp phần tăng cường an

ninh năng lượng.

Tuy còn tồn tại một số vấn đề cần giải quyết trước khi đưa vào sản xuất hàng

loạt, nhưng người ta tin chắc rằng chương trình DME của Nhật Bản sẽ thành công,

nhất là trong giai đoạn hiện nay khi giá dầu mỏ tăng rất cao và do áp lực của cơ

chế phát triển sạch (CDM) mà các nước công nghiệp hàng đầu trên thế giới sẽ phải

thực hiện.

Chương trình DME không chỉ có riêng ở Nhật Bản mà còn được tiến hành ở

một số nước khác như Đan Mạch, Mỹ, Hà Lan, áo... Do nhận thức được vai trò

quan trọng của nhiên liệu DME trong tương lai, các nước này cũng đã triển khai

chương trình DME của riêng mình từ khoảng mười năm gần đây.

VI.2. Chương trình biến than đá thành nhiên liệu xanh ở Trung Quốc Cung ứng 25% nhu cầu năng lượng của thế giới với trữ lượng dồi dào và rộng

khắp trong khi giá cả lại tương đối rẻ, than đá được xem là nguồn nhiên liệu “tình

thế” trong giai đoạn nhân loại đang cố gắng tách khỏi sự lệ thuộc vào dầu-khí và

chuyển dần sang các dạng nhiên liệu bền vững, thân thiện với môi trường như

năng lượng mặt trời và gió.

Trước thực trạng dầu-khí luôn biến động giá và nguồn cung không ổn định, than

đá được dự báo sẽ đóng vai trò chủ chốt trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng

của thế giới trong vòng 20 năm nữa. Để đảm bảo an ninh năng lượng, hiện nay

không chỉ các nước tiêu thụ năng lượng hàng đầu như Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ mà

nhiều nước khác cũng đang tích cực nghiên cứu phát triển các công nghệ biến đổi

than đá - vốn rất gây ô nhiễm cho môi trường - thành những dạng năng lượng sạch

thay thế xăng dầu. Đi đầu trong xu hướng này là Trung Quốc - quốc gia sản xuất

và tiêu thụ than đá lớn nhất thế giới hiện nay.

Theo kế hoạch phát triển khoa học công nghệ quốc gia của Trung Quốc công bố

hồi tháng 2 năm nay thì trong vòng 15 năm tới nền kinh tế lớn thứ 4 thế giới sẽ ưu

tiên phát triển các công nghệ biến than đá – nguồn tài nguyên có trữ lượng dồi dào

nhất hiện nay của nước này - thành nhiều dạng nhiên liệu sạch. Một trong số đó là

- 22 -


công nghệ hút khí carbon đioxit (CO2) sinh ra trong quá trình đốt than đá nhằm đạt

mức thải CO2 gần bằng không.

Hiện nay, Trung Quốc đang đẩy mạnh phát triển dimethyl ether (DME), một loại

khí đốt được chuyển hóa từ than đá, thành nhiên liệu chủ lực thay thế diesel.

Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, DME có thể được nén thành

dạng lỏng và có thể sử dụng thay thế diesel với mức thải CO2 tương đối thân thiện

với môi sinh. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc cũng đã chế tạo các loại xe vận

hành bằng DME. Tuy nhiên, vấn đề hiện nay là tìm cách giảm chi phí sản xuất

DME và hạn chế sử dụng nước trong quá trình chuyển đổi (để cho ra 1 tấn DME

phải cần đến 3 tấn nước).

Giới chuyên môn dự đoán Trung Quốc có thể tự phát triển công nghệ hóa khí than

đá trong vòng 5 năm nữa và giá thành phẩm khi đó sẽ rẻ hơn 50% so với thị

trường thế giới. Các công ty Trung Quốc cũng đang tích cực tham gia vào các dự

án nghiên cứu và thí điểm công nghệ than sạch. Đáng chú ý là dự án hóa lỏng than

đá để trích lấy dầu đang được tập đoàn Shanxi Luan triển khai ở tỷnh Sơn Tây –

một trong những “vựa” than của Trung Quốc. Trong khi đó, tập đoàn China

Huaneng, nhà sản xuất điện bằng than đá lớn nhất đại lục, đang liên kết với các

đối tác trong và ngoài nước để thi công và vận hành nhà máy điện chạy bằng than

đá không thải CO2 đầu tiên trên thế giới.

Trung Quốc có trữ lượng than đá lớn thứ 3 thế giới và hơn 60% năng lượng của

nước này được tạo ra từ than đá. Ước tính, đến năm 2020, nhu cầu sử dụng than đá

trên thế giới sẽ tăng lên 7,6 tỷ tấn/năm so với mức 5,3 tỷ tấn hiện nay. Trong đó,

riêng mức sử dụng của Trung Quốc sẽ xấp xỉ 3 tỷ tấn.

VI.3. Chương trình bảo vệ môi trường ở Thụy Điển nhờ DME Tại Đại học Vaexjoe, cao ốc bằng gỗ lớn nhất ở Bắc Âu, các nhà khoa học đang

nghiên cứu chế tạo DME (dimethyl ether), được xem là thế hệ thứ hai của nhiên

- 23 -


liệu sinh học. Sử dụng nguyên liệu là chất thải lâm nghiệp như cành, ngọn và gốc

cây tạp thừa thãi trong rừng, hợp chất khí không mùi này được đánh giá là “nhiên

liệu thay thế hiệu quả nhất”.

Dự kiến trong 10 năm nữa, DME sẽ được đưa vào sản xuất trên diện rộng ở

Vaexjoe với công suất 400.000 tấn/năm. Và khi đó, toàn bộ hệ thống giao thông

công cộng ở đây sẽ vận hành bằng DME.

VI.4. Chương trình phát triển DME ở Việt NamCon đường đơn giản nhất để sản xuất DME là đi từ methanol. Methanol có thể

sản xuất từ than hay từ khí thiên nhiên qua giai đoạn sản xuất khí tổng hợp. Trên

thế giới, methanol được sản xuất lượng lớn, cỡ hàng chục triệu tấn/năm. Nước ta

cũng đã có dự án xây dựng cơ sở sản xuất methanol cỡ hơn 60 vạn tấn/năm từ khí

thiên nhiên. Ngày nay, công nghệ sản xuất DME từ methanol đã được ứng dụng

trong công nghiệp. Xúc tác cho quá trình dehydate hóa methanol thành DME là

nhôm oxit. Viện Hóa học Công nghiệp Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam đã nắm

vững công nghệ chế tạo loại oxit này.

Từ đầu những năm 80 của thế kỷ trước, người ta đã bắt đầu tiến hành quá trình

tổng hợp DME trực tiếp từ khí tổng hợp bằng quá trình xúc tác dị thể trong pha

khí. Cũng có thể tiến hành phán ứng này trong pha lỏng, nhưng trong pha khí, thiết

bị đơn giản hơn. Đi tiên phong theo hướng này là hãng Mobil. Khí tổng hợp được

sản xuất giống như ở các nhà máy sản xuất phân đạm, có thể từ than hoặc từ khí

thiên nhiên. Chẳng hạn, tại Nhà máy Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc, khí tổng

hợp được sản xuất bằng công nghệ khí hóa than antraxit, còn tại Nhà máy Phân

đạm Cà Mau đã khởi công xây dựng, khí tổng hợp được sản xuất từ khí thiên

nhiên.

Methanol được tổng hợp từ khí tổng hợp, tức là từ hydro và carbon oxit (hay

carbon đioxit), còn amoniăc được tổng hợp từ phản ứng của H2 trong khí tổng hợp

với N2 từ không khí. Để tổng hợp amoniac, khí tổng hợp phải được xử lý để

chuyển hóa hết khí CO thành H2 qua phản ứng giữa CO với hơi nước, và phải loại

hết CO dư, vì nó là chất độc đối với xúc tác tổng hợp amoniac. Còn để tổng hợp

- 24 -


methanol, thì chỉ cần điều chỉnh tỷ số H2/CO bằng 2 là được. Cho đến nay, trong

khoa học còn có những bằng chứng cho thấy chính CO2 chứ không phải CO, tham

gia vào phản ứng tổng hợp methanol.

Quá trình tổng hợp methanol trong công nghiệp có hiệu quả nhất là được tiến

hành trên xúc tác oxit hỗn hợp Cu-Zn-Al ở nhiệt độ khoảng 220-280oC và áp suất

5-10 MPa. Khi trong lớp xúc tác có mặt cả xúc tác có khả năng tổng hợp Methanol

và xúc tác dehydate hóa, thì Methanol tạo thành có thể chuyển hóa tiếp theo thành

DME. Như vậy là từ khí tổng hợp, trong cùng một hệ thiết bị trên cùng một lớp

xúc tác có thể tổng hợp trực tiếp DME. Công nghệ tổng hợp DME trực tiếp từ khí

tổng hợp gần tương tự như công nghệ tổng hợp methanol, nhưng giá thành DME

thấp hơn giá thành methanol khoảng 5- 10%

Do chỉ tiêu kinh tế có lợi như vậy, nên ngày nay đang có chiều hướng định

hướng lại việc chế tạo xăng từ khí tổng hợp. Trước đây, việc sản xuất xăng từ khí

tổng hợp được định hướng là đi qua giai đoạn trung gian tổng hợp methanol. Ngày

nay, thích hợp hơn là định hướng lại việc chế tạo xăng từ khí tống hợp đi qua giai

đoạn trung gian là tổng hợp trực tiếp DME.

Trong điều kiện tổng hợp DME từ khí tổng hợp, còn xảy ra cả phản ứng chuyển

hóa CO bằng hơi nước. CO là một thành phần của khí tổng hợp, còn H 2O là sản

phẩm của các phản ứng dehydate hóa methanol và tổng hợp methanol. Phản ứng

này cũng xảy ra trên hệ xúc tác tương tự như xúc tác tổng hợp methanol

Phản ứng chuyển hóa CO vừa tạo ra H2 vừa tạo ra CO2 là những hợp chất tham

gia vào tổng hợp methanol, đồng thời loại được nước ra khỏi cân bằng các phản

ứng tổng hợp methanol và dehydate hóa nó thành DME. Tùy theo thành phần khí

tổng hợp được dùng mà phản ứng chuyển hóa CO có vai trò khác nhau. Tuy nhiên,

phản ứng chuyển hóa CO lại dẫn đến một tình trạng khác là tích lũy lượng lớn khí

carbonic (CO2). Khi kết hợp với nhà máy sản xuất phân đạm, thì CO2 có thể được

dùng để tổng hợp ure.

Một khả năng khác để sử dụng lượng CO2 dư là tiến hành phản ứng reforming

CH4 trong khí thiên nhiên. Phản ứng giữa CH4 và CO2 cho phép thu được hỗn hợp

- 25 -


khí tổng hợp với tỷ lệ H2:CO bằng 1:1. Phản ứng này cũng xảy ra trên xúc tác

niken như các phản ứng của metan với hơi nước. Chính vì khả năng này đã dẫn

đến ý tưởng đề xuất một công nghệ tổng hợp DME trực tiếp từ khí thiên nhiên (tức

là từ metan) trong một quá trình liên hoàn thống nhất trên cùng một hay hai thiết

bị có chứa các xúc tác tương ứng. Theo một công nghệ như vậy: khí tổng hợp

được sinh ra do phản ứng giữa CO2 và CH4, tiếp đến methanol được tổng hợp từ

khí tổng hợp và cuối cùng là dehydate hóa methanol để tạo thành DME.

VI.5. Chương trình mới tổng hợp DME Bổ sung một lượng nhỏ than và xử lý dung dịch Natri Carbonat (dịch đen) trong

quy trình sản xuất giấy thành một loại khí tổng hợp là cách lựa chọn tốt hơn so với

phương pháp đốt để lấy nhiệt, giảm được ‘dấu chân’ cácbon trong quy trình

chuyển than thành chất lỏng, đồng thời tạo ra nhiên liệu đủ để đun nấu hoặc chạy

một chiếc xe tải.

Thông thường dịch đen đốt trong nồi hơi được thu hồi. Với quy trình mới, giá trị

năng lượng sẽ cao hơn khi ở dạng khí tổng hợp và sau đó được dùng để tạo ra các

loại nhiên liệu khác. Dịch đen là hỗn hợp gồm lignin từ gỗ, các hóa chất sử dụng

trong quy trình sản xuất và nước. Bình thường sau khi đốt, các nhà máy sẽ tách

các hoá chất vô cơ và đem đi tái chế. Khí tổng hợp có thể được tạo ra từ nhiều chất

thải hữu cơ và là hỗn hợp gồm H2 và CO2. Sản phẩm cuối cùng là ete dimethyl

(DME).

Các nghiên cứu sinh đã tiến hành nghiên cứu quá trình đồng xử lý than và sinh

khối, xem xét hiệu suất sử dụng nước đen với vai trò như là nguồn nguyên liệu cấp

cho quy trình sản xuất khí tổng hợp và DME. Công suất của các nhà máy giấy

trong sản xuất nhiên liệu có thể mở rộng nhờ quá trình đồng xử lý than cùng với

dịch đen.

Cách tiếp cận hiệu quả là kết hợp dịch đen và bùn than, sau đó xử lý hỗn hợp này

bằng hơi và một phần nhỏ ôxy để chuyển hóa các hợp chất hữu cơ này thành H2 và

CO2. Các sản phẩn này trước đây được sử dụng trong phương pháp Fischer

Tropsch để tạo ra sản phẩm hỗn hợp giống như dầu mỏ, sau đó sẽ tiếp tục được lọc

- 26 -


trước khi đem ra sử dụng. Nhóm nghiên cứu cho rằng, quy trình DME ít tiêu tốn

năng lượng và tạo ra sản phẩm DME, là loại nhiên liệu đặc biệt được sử dụng ngày

càng nhiều trên thế giới.

Xét về hiệu quả năng lượng, sản xuất nhiên liệu xăng và diesel có chi phí năng

lượng thấp nhất, nhưng DME cũng không phải là không có hiệu quả. DME còn

sạch hơn xăng và diesel trong quá trình đốt.

Quá trình chuyển hóa nước đen và than thành DME tạo ra ít phát thải CO2 vào khí

quyển so với chỉ sử dụng than để sản xuất nhiên liệu. Một phần cácbon từ các

nguồn này còn nằm ở dạng rắn sẽ không gây ra nóng lên toàn cầu. Một lý do khác

nữa khiến chúng ta đồng xử lý than và dịch đen chính là kéo dài thời gian tồn tại

của nguồn than dự trữ. Tài nguyên than cũng chỉ có giới hạn, chúng ta không thể

khai thác hết các mỏ than hiện có bởi các mối quan tâm về môi trường

- 27 -


Tổng kếtĐề tài của chúng tôi giới thiệu sơ lược về sự hình thành dầu mỏ, tình hình dầu

mỏ hiện hiện nay và nghiên cứu một cách tổng quan về nguồn nhiên liệu mới

DME.

Dầu mỏ được hình thành một cách tự nhiên, là nguồn nguyên liệu do thiên

nhiên ban tặng cho chúng ta, và chúng ta hoàn toàn không thể chủ động được về

nguồn nguyên liệu này.

Những vấn đề cấp bách thuộc về toàn cầu hiện nay là:

Dầu mỏ nguồn nguyên liệu tự nhiên của chúng ta có nguy cơ cạn kiệt sau 30-35

năm nữa.

Thị trường dầu mỏ luôn biến động, giá thành ngày càng tăng cao.

Môi trường ngày càng ô nhiễm do việc sử dụng một cách không hợp lý nguồn

nguyên liệu dầu mỏ.

Một nguồn nhiên liệu mới, phần nào giúp giải quyết các vấn đề cấp bách hiện

nay là rất cần thiết.

Để giải quyết những vấn đề cấp bách hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã tìm

ra những nguồn nhiên liệu mới để thay thế nguồn nhiên liệu truyền thống: nguồn

nhiên liệu sinh học, năng lượng tái tạo, năng lượng hạt nhân…

Khi nghiên cứu và tìm hiểu về Dimethyl ether chúng tôi nghĩ rằng DME là

nguồn nhiên liệu mới khả thi nhất và dự kiến trong tương lai DME sẽ là nguồn

nhiên liệu chính yếu thay thế nguồn nhiên liệu truyền thống có nguy cơ cạn kiệt.

Nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất DME vừa rẻ tiền, dễ tìm kiếm và rất

phong phú.

DME là nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường nó được tổng hợp từ than

đá, khí tự nhiên, dầu nặng, phế thải, khí methane… thu được từ các quá trình xử lý

nước thải giúp cải tạo môi trường.

Về những đặc tính vật lý, hóa học thì so với nhiên liệu diesel từ dầu mỏ, DME

có chỉ số cetane cao hơn (55-60 so với 40-45), nhiệt độ bắt lửa thấp hơn (235oC so

với 250oC). Khi cháy, DME không tạo ra khói.

- 28 -


So với xăng dầu truyền thống thì DME giảm được lượng khí carbonic, và nitơ

oxít phát thải, không gây ô nhiễm lưu huỳnh oxít

Như chúng ta đã thấy cơ sở lý thuyết và qui trình tổng hợp DME là không quá

phức tạp.

Ở NHẬT BẢN, MỸ và một số nước Châu Âu tình hình nghiên cứu phát triển

và ứng dụng loại nhiên liệu mới này khá phổ biến và tích cực. Đặc biệt là ở Nhật

Bản họ đã cho ra đời những loại xe có động cơ sử dụng DME để thử nghiệm, thử

dây chuyền sản xuất DME đại trà.

Ở Việt nam cũng đã tiến hành nghiên cứu ,tổng hợp nguồn nhiên liệu mới này

trong những năm gần đây.Nhưng chưa được thử nghiệm.

Khi đến với đề tài của chúng tôi hy vọng sẽ hiểu biết về nguồn nhiên liệu mới

DME và có những ý tưởng mới đóng góp cho chương trình phát triển nguồn nhiên

liệu mới này ở Việt Nam

Do điều kiện thời gian có hạn nên đề tài nghiên cứu chưa được sâu sắc và còn

nhiều thiếu xót rất mong sự đóng góp của thầy và các bạn.

- 29 -


Tài liệu tham khảo1. http://sokhoahoccn.angiang.gov.vn/xemnoidung.asp?maidtt=759

2. http://www.khoahocphattrien.com.vn/news/khampha/?art_id=1570 3. http://irv.moi.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16766

4. http://www.vinachem.com.vn/XBPViewContent.asp? DetailXBPID=1749&CateXBPDetailID=139&CateXBPID=2&Year=2005

5. http://vnthuquan.net/diendan/printable.aspx?m=399816

6. http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/nd1_22_04_06.htm

7. http://www.dmeforum.jp/about/efforts_e.html

8. http://www.freepatentsonline.com/4423155.html 9. http://www.jfe-holdings.co.jp/en/dme/02-seizo.html

- 30 -

http://www.jfe-holdings.co.jp/en/dme/02-seizo.html

http://www.freepatentsonline.com/4423155.html

http://www.dmeforum.jp/about/efforts_e.html

http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/nd1_22_04_06.htm

http://vnthuquan.net/diendan/printable.aspx?m=399816

http://www.vinachem.com.vn/XBPViewContent.asp?DetailXBPID=1749&CateXBPDetailID=139&CateXBPID=2&Year=2005

http://www.vinachem.com.vn/XBPViewContent.asp?DetailXBPID=1749&CateXBPDetailID=139&CateXBPID=2&Year=2005

http://irv.moi.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16766

http://www.khoahocphattrien.com.vn/news/khampha/?art_id=1570

http://sokhoahoccn.angiang.gov.vn/xemnoidung.asp?maidtt=759

Documents

DME-nguon nhien lieu thay the xang dau